§ 1.4 Насадочные колонны. Типы насадок и требования к ним

         Насадочные колонны широко применяют для процессов абсорбции, очистки, охлаждения и увлажнения газов, иногда ректификации.

         Различают 2 основных режима работы насадочных аппаратов:

         1. Пленочный, при котором жидкость, омываемая газом, стекает по элементам насадки;

         2. Эмульгационный, когда весь аппарат заполнен жидкостью, а через слой ее между элементами насадки барботирует газ.

         Основные элементы насадочных колонн:

      - насадка;

      - опорные колосники;

      - устройства для орошения и распределения жидкости.

         По способу расположения насадки по высоте аппарата колонны подразделяют на:

      - полностью насаженные (рисунок а);

      - разделенные на секции (рисунок б);

      - частично насаженные (рисунок в).

         Колонны с насадкой, загружаемой навалом, имеют обычно высоту слоя не более (6 ÷ 8) × D. Когда требуется высота слоя более (6 ÷ 8) × D, насадку в аппарате располагают отдельными слоями (секциями).

         Колонны, частично загруженные, имеют над слоем насадки значительное свободное пространство, в котором жидкость реагирует с газом в распыленном состоянии.

         К насадке предъявляются следующие основные требования:

      - большая поверхность;

      - нечувствительность к загрязнениям и осадкам;

      - малое гидравлическое сопротивление;

      - простота изготовления;

      - малая стоимость.

         Применяют насадки двух типов:

      - насыпные (из отдельных элементов);

      - хордовые (из полос, пластин, решеток).

         Насыпные насадки. Основные типы насыпных насадок:

      - кольца Рашига (рисунок а);

      - кольца Палля (рисунок б);

      - седловидная насадка (рисунок в).

         Кольца Рашига диаметром 10 – 150 мм применяют часто. Они просты по кон­струкции, дешевы в изготовлении и обеспечивают удовлетворительный контакт между жидкостью и газом. Лучше по своим показателям кольца Палля. Они в отличие от колец Рашига имеют язычки, отогнутые внутрь. Седловидная насадка предпочтительна при работе с продуктами, загрязняющими насадку.

         Элементы насадки изготавливают из керамики, фарфора или тонколистового металла. 

         В промышленных колоннах в основном применяют насадочные кольца диаметром 25 и 50 мм.

         Насадка должна быть засыпана ровным слоем. Образование пустот или щелей резко ухудшает работу колонны. 

         Насыпную насадку укладывают на опорную решетку (колосник) (см. рисунок), которая должна иметь минимальное гидравлическое сопротивление и обладать достаточной механической прочностью, чтобы выдержать вес насадки и удерживаемой ею жидкостью.

         Хордовые насадки. Насадки хордовые делают из крупных элементов: деревянных, пластмассовых или керамических брусьев, сеток и гофрированных листов.

         Основные типы хордовых насадок:

      - плоскопараллельная (рисунок а);

      - сотовая (рисунок б);

      - зигзагообразная (рисунок в).

         Они обеспечивают хороший контакт между жидкостью и га­зом и в то же время имеют малое гидравлическое сопротив­ление.

         Основное применение хордовые насадки нашли в вакуумных колоннах.